EP2505993B1 - Verfahren zur Ermittlung der Menge eines auf ein Hüllmaterial aufgetragenen fließfähigen Auftrags - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung der Menge eines auf ein Hüllmaterial aufgetragenen fließfähigen Auftrags Download PDF

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EP2505993B1
EP2505993B1 EP12160669.3A EP12160669A EP2505993B1 EP 2505993 B1 EP2505993 B1 EP 2505993B1 EP 12160669 A EP12160669 A EP 12160669A EP 2505993 B1 EP2505993 B1 EP 2505993B1
Authority
EP
European Patent Office
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profile
glue
strip
application
machine
Prior art date
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Active
Application number
EP12160669.3A
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French (fr)
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EP2505993A2 (de
EP2505993A3 (de
Inventor
Dirk Sacher
Peter Kalus
Albert-Berend Hebels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Publication date
Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
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Publication of EP2505993A3 publication Critical patent/EP2505993A3/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/47—Attaching filters or mouthpieces to cigars or cigarettes, e.g. inserting filters into cigarettes or their mouthpieces
    • A24C5/471—Attaching filters or mouthpieces to cigars or cigarettes, e.g. inserting filters into cigarettes or their mouthpieces by means of a connecting band
    • A24C5/472—Applying adhesives to the connecting band
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/32—Separating, ordering, counting or examining cigarettes; Regulating the feeding of tobacco according to rod or cigarette condition
    • A24C5/34—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes
    • A24C5/3412—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes by means of light, radiation or electrostatic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • G01N2021/8427—Coatings

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the amount of a flowable application applied to a wrapping material fed in web form in a clocked article processing machine of the tobacco processing industry by means of at least one sensor.
  • WO 2005 082179 A1 discloses a device for determining and / or monitoring an amount of glue applied to a tipping paper strip with an ultrasonic measuring system which is arranged transversely to the transport direction and is formed from two opposite rows of ultrasonic sources and ultrasonic receivers. Because of the considerable dispersion of the ultrasonic sources, it can be caused by the influence of neighboring ultrasonic transmitters undesired disturbances or superimpositions occur. In order to counteract this problem and to obtain a higher degree of separation between the individual measurement channels, it is from the EP 1 750 124 A1 known to arrange partition walls between the ultrasonic sources and between the ultrasonic receivers. However, among other things, the measurement accuracy and resolution that can be achieved with ultrasound are limited.
  • EP 0 418 342 B1 discloses a device for detecting sufficient glueing of a double-width paper strip with four capacitive sensors arranged across the width of the paper strip transversely to the running direction.
  • Capacitive measuring methods have the disadvantage, however, that the measuring signal depends on the moisture of the flowable application, so that the application quantity cannot easily be determined, particularly in the case of jobs with variable moisture.
  • EP 1 479 304 A1 discloses a method for monitoring the application thickness of glue on a covering paper strip for rod-shaped articles in the tobacco processing industry according to the preamble of claim 1.
  • DE 39 09 990 A1 discloses a device for detecting sufficient gluing of a paper strip to be glued in a cigarette machine.
  • U.S. 6,021,782 discloses a method for detecting areas of insufficient glue on the tipping paper in a filter attachment machine for cigarette production.
  • the object of the invention is to provide a method and a device in production machines of the tobacco and filter processing industry, in which the previously The disadvantages and problems described can be avoided, in particular in connection with periodically changing glue applications, and a position detection relative to the machine cycle is preferably provided for process-related material processing.
  • the invention solves this problem with the features of the independent claims 1 and 9.
  • the determination of the order amount based on the machine cycle makes it possible to create an individual order amount profile for each individual article.
  • the invention provides for the first time the determination of a profile of the application quantity in the longitudinal direction, ie in the conveying direction of the wrapping material, and therefore provides differentiated Information about the order quantity in the longitudinal direction is available.
  • the conventional measuring methods on the other hand, it was only possible to determine an order quantity averaged in the longitudinal direction or present at random sampling positions. This essentially only allowed a binary determination of whether the order quantity was sufficient or not.
  • the conventional determination of the order quantity in the case of order images that vary in the longitudinal direction inevitably leads to inaccuracies and incorrect assessments.
  • the invention is explained below on the basis of a preferred application of glue application to a wrapping material in the tobacco-processing industry, in particular tipping paper for connecting the filter to the tobacco rod, filter wrapping paper or wrapping paper for the tobacco rod.
  • Other conceivable applications relate, for example, to applications of paint on any wrapping material, or orders on wrapping films in packaging machines in the tobacco-processing industry. The following statements can be applied to these applications.
  • the wrapping material is not limited to paper.
  • the inventive determination of longitudinal profiles of the application amount is particularly useful for assessing jobs that vary in the longitudinal direction, in particular job patterns that change periodically due to the process, such as periodically occurring glue depletion, glue reinforcements and / or glue interruptions.
  • individually adapted thresholds can be defined and checked. Incorrect assessments, for example product rejections if the measured application quantity falls below a threshold set too high due to glue depletion zones, can be avoided.
  • the thresholds can be set sensitively and do not have to such as in the case of periodic glue depletion zones, can be set very low in order to reliably avoid incorrect assessments. Process-related glue depletion, glue reinforcements and glue interruptions can be determined, evaluated and monitored in relation to the cycle.
  • information about the phase position of an individual article relative to the machine cycle can also be provided. According to the invention, this is done in that at least one flank in the determined longitudinal profile and from the flank the phase position of the relevant strip is determined relative to the machine cycle. Interruptions in one or more glue tracks can thus be regulated in a predetermined pattern, preferably in the exact position, in order to create the desired product stability and brand identity.
  • the determined longitudinal profile of the application quantity is preferably compared with nominal profile data stored in the machine.
  • This can be a target profile, for example, or a tolerance range between a maximum and a minimum tolerable profile.
  • the comparison can preferably be carried out in such a way that it is checked at at least one point in the profile whether the corresponding measured value is above or below a predefined threshold. On the basis of the comparison, a reliable evaluation of the order quantity can be carried out.
  • the profile determined is shown graphically on a display device of the machine. This provides the operator with differentiated information regarding the order quantity and the order profile when the machine is in operation and allows him to intervene if, for example, the profile determined is no longer within the predetermined tolerance range.
  • the invention promises great potential, for example, for quality monitoring or security of the respective product, material savings through glue quantity control and protection against falling filters.
  • the glue quantity can be regulated, with a plurality of nozzles for example also independently of one another. Glue-free zones can be checked for glue smudges. Wear detection can take place in glue roller systems.
  • the glue pattern position can be recorded relative to the product cut or cycle and, if necessary, regulated.
  • gluing of covering paper 23 in a double-strand filter attachment machine 10 is not limited to this application.
  • Another preferred application is, for example, the gluing of filter paper in a machine (not shown) for the production of filter rods, since here too, periodically varying amounts of glue can occur in the longitudinal direction.
  • the in Fig. 1 The section shown from a filter attachment machine 10 shows a glue application device 11 with a rotatably mounted glue roller 15, which is supplied with glue by means of devices not shown.
  • the glue picked up by the glue roller 15 is delivered to a covering paper web 23 lying on the outer circumference of the glue roller 15 and fed endlessly in the direction of the arrow by a reel (not shown).
  • the glue application 24 on the glued covering paper 23 is in Fig. 1 shown only schematically.
  • a measuring device 28 for determining the amount of glue applied is arranged above the glued side of the covering paper 23a, which is explained in more detail below.
  • the amount of glue can be determined, for example, in the form of the glue mass, the layer thickness of the glue or another suitable parameter that is clearly related to it.
  • the double-width covering paper 23 has a central cutting line 26 in the longitudinal direction or conveying direction, the glue pattern being symmetrical relative to the cutting line 26. After gluing, the covering paper 23 is cut into double-width paper strips along the cut lines 27, also shown in dashed lines, transversely to the transport direction.
  • Each dashed box in Figure 2 therefore corresponds exactly to an article to be wrapped, here a cigarette.
  • the part of the wrapping material web 23 corresponding to a box is referred to below as the article strip 19.
  • Figure 2 are four article strips 19 shown in full and four article strips 19 shown in detail.
  • strip-shaped glue depletions 13 or glue-free zones extending in the conveying direction can be provided in a central area of each half-track so that, for example, ventilation openings arranged in this area are not glued with glue, and / or in this area, which is less critical for fastening, glue to save.
  • strip-shaped glue depletions 14, arranged transversely to the conveying direction and extending over the width of the covering paper web 23, can be provided around the cutting lines 27 in order to counteract contamination of the cutting device for cutting the covering paper web 23 along the cutting lines 27. In the other areas there can be an essentially homogeneous glue application of medium thickness in order to achieve reliable bonding of the covering paper to the article.
  • the measuring device 28 generally comprises at least one glue sensor, in the case of a multi-strand machine at least one number of glue sensors corresponding to the number of strands.
  • glue sensors 16 are four glue sensors 16, 17 provided, namely two sensors 17 arranged above the glue-free zones 13 and two sensors 16 arranged outside of the glue-free zones 13.
  • the sensors 16 are advantageously arranged in the two outer edge regions 12 of the covering paper 23, since sufficient glue is important here to ensure reliable To achieve connection of the filter with the tobacco rod and to safely prevent undesired falling of the filter from the tobacco rod.
  • the sensors are preferably arranged above or below areas of the wrapping material web, the gluing of which varies periodically in the conveying direction.
  • the sensors 16, 17 can preferably be arranged in a row extending over the width of the covering paper 23.
  • the measuring device 28 is controlled by means of an electronic control means 30, which can be implemented, for example, in the programmable machine control, in order to record measurement data and to read out and process the measurement signal generated by the measuring device 28.
  • the control means 30 is set up to record a plurality of measurement points 18 for each article strip 19 per sensor 16, 17. In the example of Figure 2 this is about 10 measuring points per article strip 19 and sensor 16, 17. In general, preferably at least two, preferably at least five, more preferably at least 10, even more preferably at least 20 measuring points per article strip 19 and sensor 16, 17 are recorded in the conveying direction. In a practical embodiment, the number of measurement points recorded in the conveying direction per article strip 19 and sensor 16, 17 is, for example, in the range of at least 30.
  • the time interval between two cutting lines 27 following one another in the conveying direction is at least twice as great as that time interval between two measuring points 18.
  • the control means 30 controls the sensors 16, 17 with a readout frequency which is at least twice as large, preferably at least five times, more preferably at least ten times and even more preferably at least 20 times as large as that on the article strips 19 related machine cycle.
  • the measured values 18 are preferably read out with a predetermined measuring cycle so that they have constant time intervals from one another.
  • a longitudinal profile of the measured amount of glue applied ie a profile along the conveying direction
  • Two corresponding glue bar charts are in the Figures 3 and 4 shown. In both cases, 40 measuring points per article strip 19 are recorded.
  • the x-axis of the profiles indicates the direction of conveyance, the amount of glue is plotted on the y-axis.
  • the left edge of the profiles corresponds to a cutting line 27 in Figure 2 , the right edge of the profiles of the following section line 27 in Figure 2 so that each profile corresponds exactly to one article strip 19 of the covering paper 23.
  • a separate glue chart is expediently created for each sensor 16, 17.
  • the glue bar diagrams are advantageously displayed for the machine operator on a display device 29, in particular a screen.
  • four glue chart diagrams corresponding to the four sensors 16, 17 are preferably displayed on the display device 29.
  • the glue chart shown can, for example, from a sensor 17, which is shown in FIG Figure 4
  • the glue chart shown may be measured by a sensor 16.
  • the currently measured glue volume profile 20 is shown as a curve as well as areas 21 above and below around the current profile 20, which represent a certain number of profiles measured before the current profile 20 in order to get an impression of the fluctuation range of the glue volume.
  • predetermined out-of-tolerance ranges 31, 32 are drawn in the glue line diagrams. Out-of-tolerance ranges 31 are provided in which the amount of glue falls below a predetermined minimum amount 34, and out-of-tolerance areas 32 in which the amount of glue exceeds a predetermined maximum amount 35.
  • a nominal tolerance profile region 33 in which the glue profile 20 should be located is thus defined between the out-of-tolerance regions 31, 32.
  • the glue profile 20 is not or not completely in the nominal tolerance profile range 33, suitable actions can be carried out automatically, for example displaying a warning on the display device 29 and / or ejecting an article with a faulty evaluation, up to and including the machine stop.
  • the glue quantity profile 20, the fluctuation range 21 of the glue quantity profile 20, the out-of-tolerance areas 31, 32 and / or the target tolerance profile area 33 are preferably color-coded differently on the display device 29.
  • the glue quantity profile 20 provides very differentiated information with regard to the glue application over the length of the article strip 19, which can be evaluated in many ways.
  • each sensor 16, 17, individual out-of-tolerance ranges 31, 32 or target tolerance profile ranges 33 can advantageously be defined.
  • the out-of-tolerance areas 31, 32 or target tolerance profile areas 33 are defined with the aid of threshold values 34, 35.
  • the out-of-tolerance ranges 31 are defined by minimum thresholds 34 and the out-of-tolerance ranges 32 defined by maximum thresholds 35.
  • the positioning of the thresholds in the glue chart can be individually adapted to the respective requirements.
  • the thresholds 34, 35 are not constant over the length of an article strip 19, but are expediently set differently in sections according to the amount of glue applied in the conveying direction. This is explained below using the Figures 3 and 4 explained in more detail.
  • the minimum threshold 34 in a central area is set to a relatively high value and the maximum threshold is set to the maximum, since normal gluing is to be ensured here.
  • the maximum threshold 35 is set to a lower value in relation to the minimum threshold 34 in the central area, and the minimum threshold is set to zero, for example, since a certain amount of glue is provided here, but an above-average amount of glue in the Glue depletion zones 14 should be avoided due to the cut edges 27 arranged there.
  • the control means 30 is also set up according to the invention to determine rising and / or falling flanks 36 of the glue quantity profile 20. These are for example in Figure 3 for the x values 3.0 and 25.0 as well as in Figure 4 at the x-values 2.5 and 24.5. From the position of the flanks 36, the phase position of the wrapping material web 23 or the individual article strips 19 relative to the machine cycle is determined with high accuracy and, if necessary, readjusted on the basis of this evaluation.
  • the sensors 16, 17 can be controlled at high clock rates and advantageously have a sufficiently high path resolution or temporal resolution in order to achieve a high measurement resolution overall and to allow the determination of a precise glue quantity profile 20 according to the number of recorded measurement points 18.
  • the measurement is based on an IR absorption method, whereby the wavelength used by the sensors can be matched to absorption bands in the flowable application, for example water bands.
  • the absolute amount of glue can advantageously be determined.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Menge eines auf ein bahnförmig zugeführtes Hüllmaterial aufgetragenen fließfähigen Auftrags in einer Artikel getaktet verarbeitenden Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie mittels mindestens eines Sensors.
  • Anstelle von vollflächigen Leimaufträgen werden zunehmend sich periodisch verändernde oder profilierte Leimbilder verwendet, welche in der Länge an die zu beleimenden Formatlängen der Produkte angepasst sind. Dabei kann es sich insbesondere um prozessbedingte Leimverstärkungen, Leimverarmungen und/oder Leimunterbrechungen handeln. Prozessbedingte Leimverarmungen auf Hüllmaterialien können Fehlermeldungen verursachen und führen zum Produktauswurf, wenn das Meßsignal unter einer voreingestellten Schwelle liegt. Prozessbedingte Leimverstärkungen können bisher nicht taktbezogen überwacht werden. Prozessbedingte Leimunterbrechungen mit geringen Abmessungen können unter Umständen ausgeblendet werden, längere Unterbrechungen führen jedoch ebenfalls zu Fehlermeldung oder Produktauswurf.
  • WO 2005 082179 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Ermittlung und/oder Überwachung einer auf einen Belagpapierstreifen aufgetragenen Leimmenge mit einem quer zur Transportrichtung angeordneten Ultraschallmeßsystem, das aus zwei gegenüberliegenden Reihen von Ultraschallquellen und Ultraschallempfängern gebildet ist. Wegen der erheblichen Streuung der Ultraschallquellen kann es durch den Einfluss benachbarter Ultraschallsender zu unerwünschten Störungen bzw. Überlagerungen kommen. Um dieser Problematik entgegenzuwirken und eine höhere Trennschärfe zwischen den einzelnen Messkanälen zu erhalten, ist es aus der EP 1 750 124 A1 bekannt, Trennwände jeweils zwischen den Ultraschallquellen und zwischen den Ultraschallempfängern anzuordnen. Jedoch ist unter anderem die mit Ultraschall erzielbare Messgenauigkeit und Auflösung begrenzt.
  • EP 0 418 342 B1 offenbart eine Einrichtung zur Erfassung ausreichender Beleimung eines doppeltbreiten Papierstreifens mit vier über die Breite des Papierstreifens quer zur Laufrichtung angeordneten kapazitiven Sensoren. Kapazitive Messverfahren haben jedoch den Nachteil, dass das Meßsignal von der Feuchte des fließfähigen Auftrags abhängt, so dass insbesondere bei Aufträgen mit variabler Feuchte die Auftragsmenge nicht einfach bestimmbar ist.
  • EP 1 479 304 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung der Auftragsstärke von Leim auf einem Belagpapierstreifen für stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • DE 39 09 990 A1 offenbart eine Einrichtung zur Erfassung ausreichender Beleimung eines zu verklebenden Papierstreifens in einer Zigarettenmaschine.
  • US 6,021,782 offenbart ein Verfahren zum Detektieren von Bereichen ungenügender Beleimung auf dem Belagpapier in einer Filteransetzmaschine für die Zigarettenherstellung.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung in Produktionsmaschinen der Tabak und Filter verarbeitenden Industrie bereit zu stellen, bei der die zuvor geschilderten Nachteile und Probleme insbesondere im Zusammenhang mit periodisch veränderlichen Leimaufträgen vermieden werden können und vorzugsweise eine Lageerfassung relativ zum Maschinentakt für prozessbedingte Materialverarbeitungen bereitgestellt wird.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 9. Die auf den Maschinentakt bezogene Ermittlung der Auftragsmenge ermöglicht es, ein individuelles Auftragsmengenprofil für jeden einzelnen Artikel zu erstellen. Die Erfindung sieht dabei erstmals die Ermittlung eines Profils der Auftragsmenge in der Längsrichtung, d.h. in der Förderrichtung des Hüllmaterials, vor und stellt daher differenzierte Informationen bezüglich der Auftragsmenge in Längsrichtung zur Verfügung. Mit den herkömmlichen Messverfahren war dagegen nur eine Ermittlung einer in Längsrichtung gemittelten, oder an zufälligen Abtastpositionen vorhandenen, Auftragsmenge möglich. Dies erlaubte im Wesentlichen nur eine binäre Feststellung, ob die Auftragsmenge ausreichend war oder nicht. Zudem führt die herkömmliche Ermittlung der Auftragsmenge bei in Längsrichtung variierenden Auftragsbildern zwangsläufig zu Ungenauigkeiten und Fehlbeurteilungen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Anwendung von Leimauftrag auf ein Hüllmaterial der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Belagpapier zum Anbinden des Filters an den Tabakstock, Filterhüllpapier oder Hüllpapier für den Tabakstock, erläutert. Andere denkbare Anwendungen betreffen beispielsweise Farbaufträge auf ein beliebiges Hüllmaterial, oder Aufträge auf Hüllfolien in Verpackungsmaschinen der Tabak verarbeitenden Industrie. Auf diese Anwendungen lassen sich die folgenden Ausführungen sinngemäß übertragen. Das Hüllmaterial ist nicht auf Papier beschränkt.
  • Die erfindungsgemäße Ermittlung von Längsprofilen der Auftragsmenge ist besonders nützlich zur Beurteilung in Längsrichtung variierender Aufträge, insbesondere prozessbedingt sich periodisch verändernder Auftragsbilder wie periodisch auftretender Leimverarmungen, Leimverstärkungen und/oder Leimunterbrechungen. Für jede dieser Bereiche mit unterschiedlichen Sollaufträgen können individuell angepasste Schwellen festgelegt und geprüft werden. Fehlbeurteilungen, beispielsweise Produktauswürfe, wenn die gemessene Auftragsmenge aufgrund von Leimverarmungszonen eine zu hoch angesetzte Schwelle unterschreitet, können vermieden werden. Andererseits können die Schwellen empfindlich eingestellt werden und müssen nicht, wie beispielsweise im Falle von periodischen Leimverarmungszonen, sehr niedrig eingestellt werden, um Fehlbeurteilungen sicher zu vermeiden. Prozessbedingte Leimverarmungen, Leimverstärkungen und Leimunterbrechungen können taktbezogen ermittelt, bewertet und überwacht werden.
  • Erfindungsgemäß können weiterhin Informationen über die Phasenlage eines einzelnen Artikels relativ zu dem Maschinentakt bereitgestellt werden. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, dass mindestens eine Flanke in dem ermittelten Längsprofil und aus der Flanke die Phasenlage des betreffenden Streifens relativ zu dem Maschinentakt bestimmt wird. Unterbrechungen in einer oder mehreren Leimspuren können somit vorzugsweise lagegenau in ein vorgegebenes Muster eingeregelt werden, um eine gewünschte Produktstabilität und Markengleichheit zu erzeugen.
  • Vorzugsweise wird das ermittelte Längsprofil der Auftragsmenge mit in der Maschine gespeicherten Sollprofildaten verglichen. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Sollprofil handeln, bzw. um einen Toleranzbereich zwischen einem maximal und einem minimal tolerierbaren Profil. Der Vergleich kann vorzugsweise so durchgeführt werden, dass an mindestens einer Stelle des Profils geprüft wird, ob der entsprechende Messwert oberhalb bzw. unterhalb einer vordefinierten Schwelle liegt. Anhand des Vergleichs kann eine zuverlässige Bewertung der Auftragsmenge durchgeführt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn das ermittelte Profil auf einer Anzeigevorrichtung der Maschine grafisch dargestellt wird. Dies stellt dem Bediener im Betrieb der Maschine differenzierte Informationen bezüglich der Auftragsmenge und des Auftragsprofils zur Verfügung und gestattet es ihm einzugreifen, wenn beispielsweise das ermittelte Profil nicht mehr innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereichs liegt.
  • Die Erfindung verspricht ein großes Potential beispielsweise für die Qualitätsüberwachung bzw. Sicherung des jeweiligen Produktes, Materialeinsparung über Leimmengenregelung und Absicherung gegen das Abfallen von Filtern. Insbesondere bei Düsenbeleimung kann eine Leimmengenregelung erfolgen, bei einer Mehrzahl von Düsen beispielsweise auch unabhängig voneinander. Leimfreie Zonen können auf Leimverwischungen geprüft werden. Bei Leimwalzensystemen kann eine Verschleißerkennung stattfinden. Die Leimbildlage kann relativ zum Produktschnitt bzw. Takt erfasst und gegebenenfalls geregelt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer Messvorrichtung zur Ermittlung der Leimauftragsmenge auf eine Papierbahn;
    Fig. 2
    eine Ansicht von oben auf eine doppeltbreite beleimte Hüllmaterialbahn;
    Fig. 3
    ein Längsprofil der Leimauftragsmenge im Bereich von periodischen leimfreien Zonen; und
    Fig. 4
    ein Längsprofil der Leimauftragsmenge in einem Randbereich der Hüllmaterialbahn.
  • Die nachfolgende Beschreibung wird anhand der Beleimung von Belagpapier 23 in einer doppelsträngigen Filteransetzmaschine 10 erläutert. Wie bereits zuvor dargelegt wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt. Eine weitere bevorzugte Anwendung ist beispielsweise die Beleimung von Filterpapier in einer nicht gezeigten Maschine zur Herstellung von Filterstäben, da auch hier in Längsrichtung periodisch variierende Leimauftragsmengen auftreten können.
  • Der in Fig. 1 gezeigte Ausschnitt einer Filteransetzmaschine 10 zeigt eine Leimauftrageinrichtung 11 mit einer rotierbar gelagerten Leimwalze 15, die mittels nicht gezeigter Einrichtungen mit Leim versorgt wird. Der von der Leimwalze 15 aufgenommene Leim wird an eine am Außenumfang der Leimwalze 15 anliegende, von einer nicht gezeigten Bobine endlos in Pfeilrichtung zugeförderte Belagpapierbahn 23 abgegeben. Der Leimauftrag 24 auf dem beleimten Belagpapier 23 ist in Fig. 1 nur schematisch gezeigt. Über der beleimten Seite des Belagpapiers 23a ist eine Messvorrichtung 28 zur Ermittlung der aufgetragenen Leimmenge angeordnet, die im Folgenden noch näher erläutert wird. Die Leimmenge kann beispielsweise in Form der Leimmasse, der Schichtdicke des Leims oder eines anderen damit eindeutig zusammenhängenden geeigneten Parameters ermittelt werden.
  • Das im Falle einer Doppelstrangmaschine doppeltbreite Belagpapier 23 weist in Längsrichtung bzw. Förderrichtung eine zentrale Schnittlinie 26 auf, wobei das Leimbild relativ zu der Schnittlinie 26 symmetrisch ist. Entlang der ebenfalls gestrichelt dargestellten Schnittlinien 27 quer zur Transportrichtung wird das Belagpapier 23 nach der Beleimung in doppeltbreite Papierstreifen geschnitten. Jedes gestrichelte Kästchen in Figur 2 entspricht daher genau einem zu umhüllenden Artikel, hier einer Zigarette. Der einem Kästchen entsprechende Teil der Hüllmaterialbahn 23 wird im Folgenden als Artikelstreifen 19 bezeichnet. In Figur 2 sind vier Artikelstreifen 19 vollständig und vier Artikelstreifen 19 im Ausschnitt gezeigt.
  • Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, können in einem mittleren Bereich jeder Halbbahn sich in Förderrichtung erstreckende, streifenförmige Leimverarmungen 13 oder leimfreie Zonen vorgesehen sein, damit beispielsweise in diesem Bereich angeordnete Ventilationsöffnungen nicht mit Leim verklebt werden, und/oder um in diesem für die Befestigung weniger kritischen Bereich Leim zu sparen. Des Weiteren können um die Schnittlinien 27 herum quer zur Förderrichtung angeordnete, sich über die Breite der Belagpapierbahn 23 erstreckende streifenförmige Leimverarmungen 14 vorgesehen sein, um einer Verschmutzung der Schneideinrichtung zum Schneiden der Belagpapierbahn 23 entlang der Schnittlinien 27 entgegenzuwirken. In den übrigen Bereichen kann eine im Wesentlichen homogene Beleimung mittlerer Stärke vorliegen, um eine zuverlässige Verklebung des Belagpapiers mit dem Artikel zu erreichen. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ergeben sich somit in diesem Fall zwei Bereiche, in denen der Leimauftrag in Längsrichtung periodisch variiert, nämlich im Bereich der leimfreien Zonen bzw. Leimverarmungen 13, und der übrige Bereich des Belagpapiers aufgrund der Leimverarmungen 14. Selbstverständlich können mehr als zwei solcher Bereiche, und dementsprechend mehr als zwei entsprechende Sensorpaare 16, 17 vorgesehen sein. Beispielsweise können an den Rändern 12 des Belagpapiers 23 nicht gezeigte Leimverstärkungen zur Verstärkung der Verbindung des Filters mit dem Tabakstock vorgesehen sein.
  • Die Messvorrichtung 28 umfasst im Allgemeinen mindestens einen Leimsensor, im Falle einer Mehrstrangmaschine mindestens eine der Zahl der Stränge entsprechende Zahl von Leimsensoren. Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind vier Leimsensoren 16, 17 vorgesehen, nämlich zwei über den leimfreien Zonen 13 angeordnete Sensoren 17 und zwei außerhalb der leimfreien Zonen 13 angeordnete Sensoren 16. Die Sensoren 16 sind vorteilhaft in den beiden äußeren Randbereichen 12 des Belagpapiers 23 angeordnet, da hier eine ausreichende Beleimung wichtig ist, um eine sichere Verbindung des Filters mit dem Tabakstock zu erreichen und ein unerwünschtes Abfallen des Filters vom Tabakstock sicher zu verhindern. Im Allgemeinen sind die Sensoren vorzugsweise über, bzw. unter, Bereichen der Hüllmaterialbahn angeordnet, deren Beleimung in der Förderrichtung periodisch variiert. Die Sensoren 16, 17 können vorzugsweise in einer Reihe über die Breite des Belagpapiers 23 erstreckend angeordnet sein.
  • Die Messvorrichtung 28 wird mittels eines elektronischen Steuerungsmittels 30, das beispielsweise in der speicherprogrammierbaren Maschinensteuerung realisiert sein kann, gesteuert, um Messdaten aufzunehmen und das von der Messvorrichtung 28 erzeugte Meßsignal auszulesen und zu verarbeiten. Das Steuerungsmittel 30 ist eingerichtet, um pro Sensor 16, 17 eine Mehrzahl von Messpunkten 18 für jeden Artikelstreifen 19 aufzunehmen. Im Beispiel der Figur 2 sind dies etwa 10 Messpunkte pro Artikelstreifen 19 und Sensor 16, 17. Im Allgemeinen werden in der Förderrichtung vorzugsweise mindestens zwei, vorzugsweise mindestens fünf, weiter vorzugsweise mindestens 10, noch weiter vorzugsweise mindestens 20 Messpunkte pro Artikelstreifen 19 und Sensor 16, 17 aufgenommen. In einer praktischen Ausführungsform liegt die in der Förderrichtung aufgenommene Zahl von Messpunkten pro Artikelstreifen 19 und Sensor 16, 17 beispielsweise im Bereich von mindestens 30. Mit anderen Worten ist der zeitliche Abstand zwischen zwei in der Förderrichtung aufeinander folgenden Schnittlinien 27 mindestens doppelt so groß wie der zeitliche Abstand zwischen zwei Messpunkten 18. Um dies zu realisieren, steuert das Steuerungsmittel 30 die Sensoren 16, 17 mit einer Auslesefrequenz an, die mindestes doppelt so groß, vorzugsweise mindestens fünfmal, weiter vorzugsweise mindestens zehnmal und noch weiter vorzugsweise mindestens zwanzigmal so groß ist wie der auf die Artikelstreifen 19 bezogene Maschinentakt. Die Messwerte 18 werden vorzugsweise mit einer vorbestimmten Messtaktung ausgelesen, so dass sie konstante zeitliche Abstände voneinander aufweisen.
  • Aufgrund der Mehrzahl von Messpunkten 18 pro Artikelstreifen 19 in der Förderrichtung kann ein Längsprofil der gemessenen Leimauftragsmenge, d.h. ein Profil entlang der Förderrichtung, erstellt werden. Zwei entsprechende Leimmengendiagramme sind in den Figuren 3 und 4 gezeigt. In beiden Fällen werden 40 Messpunkte pro Artikelstreifen 19 aufgenommen. Die x-Achse der Profile bezeichnet die Förderrichtung, auf der y-Achse ist die Leimmenge aufgetragen. Der linke Rand der Profile entspricht einer Schnittlinie 27 in Figur 2, der rechte Rand der Profile der folgenden Schnittlinie 27 in Figur 2, so dass jedes Profil genau einem Artikelstreifen 19 des Belagpapiers 23 entspricht.
  • Zu jedem Sensor 16, 17 wird zweckmäßigerweise ein eigenes Leimmengendiagramm erstellt. Die Leimmengendiagramme werden vorteilhafterweise auf einer Anzeigeeinrichtung 29, insbesondere einem Bildschirm, für den Maschinenbediener angezeigt. In der Ausführungsform gemäß Figur 2 werden demnach vorzugsweise vier Leimmengendiagramme entsprechend den vier Sensoren 16, 17 auf der Anzeigeeinrichtung 29 angezeigt. Das in Figur 3 gezeigte Leimmengendiagramm kann beispielsweise von einem Sensor 17, das in Figur 4 gezeigte Leimmengendiagramm von einem Sensor 16 gemessen sein.
  • In den Leimmengendiagrammen gezeigt ist das aktuell gemessene Leimmengenprofil 20 als Kurve sowie Bereiche 21 oberhalb und unterhalb um das aktuelle Profil 20 herum, die eine gewisse Zahl vor dem aktuellen Profil 20 gemessener Profile darstellen, um einen Eindruck von der Schwankungsbreite der Leimmenge zu erhalten. In den Leimmengendiagrammen sind weiterhin vorbestimmte Außer-Toleranzbereiche 31, 32 eingezeichnet. Vorgesehen sind Außer-Toleranzbereiche 31, bei denen die Leimmenge eine vorgegebene Mindestmenge 34 unterschreitet, und Außer-Toleranzbereiche 32, bei denen die Leimmenge eine vorgegebene Höchstmenge 35 überschreitet. Zwischen den Außer-Toleranzbereichen 31, 32 ist somit ein Soll-Toleranzprofilbereich 33 definiert, in dem das Leimprofil 20 liegen soll. Wenn das Leimprofil 20 nicht oder nicht vollständig in dem Soll-Toleranzprofilbereich 33 liegt, können geeignete Aktionen automatisch durchgeführt werden, beispielsweise Anzeigen einer Warnung auf der Anzeigeeinrichtung 29 und/oder Auswerfen als fehlerhaft bewerteter Artikel, bis hin zum Maschinenstop. Das Leimmengenprofil 20, die Schwankungsbreite 21 des Leimmengenprofils 20, die Außer-Toleranzbereiche 31, 32 und/oder der Soll-Toleranzprofilbereich 33 sind auf der Anzeigevorrichtung 29 vorzugsweise unterschiedlich farblich kodiert. Das Leimmengenprofil 20 stellt im Vergleich zu einer herkömmlich ermittelten Leimauftragsmenge sehr differenzierte Informationen bezüglich des Leimauftrags über die Länge des Artikelstreifens 19 bereit, die in vielfältiger Hinsicht auswertbar sind.
  • Für jeden Sensor 16, 17 können vorteilhaft individuelle Außer-Toleranzbereiche 31, 32 bzw. Soll-Toleranzprofilbereiche 33 definiert sein. Die Außer-Toleranzbereiche 31, 32 bzw. Soll-Toleranzprofilbereiche 33 sind mithilfe von Schwellwerten 34, 35 definiert. Insbesondere sind die Außer-Toleranzbereiche 31 durch Mindestschwellen 34 und die Außer-Toleranzbereiche 32 durch Höchstschwellen 35 definiert. Die Positionierung der Schwellen in dem Leimmengendiagramm kann dabei an die jeweiligen Anforderungen individuell angepasst werden. Insbesondere sind die Schwellen 34, 35 nicht über die Länge eines Artikelstreifens 19 konstant, sondern sind zweckmäßigerweise entsprechend der in Förderrichtung variierenden Leimauftragsmenge abschnittsweise unterschiedlich eingestellt. Dies wird im Folgenden anhand der Figuren 3 und 4 genauer erläutert.
  • In Figur 3, die mit einem Sensor 17 aufgenommen wurde, ist die Mindestschwelle in einem zentralen Bereich auf Null und die Höchstschwelle 35 auf einen relativ niedrigen Wert gesetzt, da hier die leimfreie Zone 13 angeordnet ist. Am Anfang und am Ende des Artikelstreifens 19 ist dagegen die Höchstschwelle auf Maximum und die Mindestschwelle 34 auf einen relativ hohen Wert gesetzt, da zwischen den leimfreien Zonen 13 eine normale Beleimung sichergestellt sein soll.
  • In Figur 4, die mit einem Sensor 16 aufgenommen wurde, ist die Mindestschwelle 34 in einem zentralen Bereich auf einen relativ hohen Wert und die Höchstschwelle auf Maximum gesetzt, da hier eine normale Beleimung sichergestellt sein soll. Am Anfang und am Ende des Artikelstreifens 19 ist dagegen die Höchstschwelle 35 auf einen niedrigeren Wert im Verhältnis zur Mindestschwelle 34 in dem zentralen Bereich, und die Mindestschwelle beispielsweise auf Null gesetzt, da hier zwar eine gewisse Beleimung vorgesehen ist, jedoch eine überdurchschnittliche Leimmenge in den Leimverarmungszonen 14 aufgrund der dort angeordneten Schnittkanten 27 vermieden werden soll.
  • Das Steuerungsmittel 30 ist weiterhin erfindungsgemäß zur Ermittlung von ansteigenden und/oder abfallenden Flanken 36 des Leimmengenprofils 20 eingerichtet. Diese liegen beispielsweise in Figur 3 bei den x-Werten 3,0 und 25,0 sowie in Figur 4 bei den x-Werten 2,5 und 24,5. Aus der Position der Flanken 36 wird die Phasenlage der Hüllmaterialbahn 23 bzw. der einzelnen Artikelstreifen 19 relativ zu dem Maschinentakt mit hoher Genauigkeit bestimmt und gegebenenfalls auf der Grundlage dieser Auswertung : nachgeregelt.
  • Die Sensoren 16, 17 können hoch getaktet angesteuert werden und besitzen vorteilhafterweise eine ausreichend hohe Wegauflösung bzw. zeitliche Auflösung, um somit insgesamt eine hohe Messauflösung zu erreichen und die Ermittlung eines genauen Leimmengenprofils 20 entsprechend der Anzahl der aufgenommenen Messpunkte 18 zu gestatten. : Erfindungsgemäß beruht die Messung auf einem IR-Absorptionsverfahren, wobei die verwendete Wellenlänge der Sensoren auf Absorptionsbande in dem fließfähigen Auftrag, beispielsweise Wasserbande, abgestimmt sein kann. Im Fall solcher absolut messender Sensoren kann vorteilhaft die absolute Leimmenge bestimmt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ermittlung der Menge eines fließfähigen Auftrags auf ein bahnförmig zugeführtes Hüllmaterial (23) in einer Artikel getaktet verarbeitenden Maschine (10) der Tabak verarbeitenden Industrie mittels mindestens eines Sensors (16, 17), wobei die Auftragsmenge taktbezogen bestimmt wird und für jeden einem Artikel entsprechenden Hüllmaterial-Streifen (19) eine Mehrzahl von Messwerten (18) über die Länge des Streifens (19) in Förderrichtung aufgenommen und aus den mehreren Messwerten (18) ein Profil (20) der Auftragsmenge über die Länge des Streifens (19) erstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Flanke (36) in dem Profil (20) bestimmt wird, aus deren Lage die Phasenlage des betreffenden Streifens (19) relativ zu dem Maschinentakt bestimmt und auf der Grundlage dieser Auswertung nachgeregelt wird, wobei die Messung auf einem IR-Absorptionsverfahren beruht, wobei die verwendete Wellenlänge des Infrarot-Sensors (16, 17) auf Absorptionsbande in dem fließfähigen Auftrag abgestimmt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Längsprofil (20) der Auftragsmenge mit in der Maschine gespeicherten Sollprofildaten (31, 32, 33, 34, 35) verglichen wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Profil (20) auf einer Anzeigevorrichtung (29) der Maschine (10) grafisch dargestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem aktuellen Profil (20) zuvor gemessene Profile (21) dargestellt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorbestimmter Soll-Toleranzbereich (33) für das Profil (20) dargestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein vorbestimmter Außer-Toleranzbereich (31, 32) für das Profil (20) dargestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stelle des Profils (20) geprüft wird, ob der entsprechende Messwert unterhalb einer vordefinierten Schwelle (35) liegt.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stelle des Profils (20) geprüft wird, ob der entsprechende Messwert oberhalb einer vordefinierten Schwelle (34) liegt.
  9. Vorrichtung zur Ermittlung der Menge eines fließfähigen Auftrags auf ein bahnförmig zugeführtes Hüllmaterial (23) in einer Artikel getaktet verarbeitenden Maschine (10) der Tabak verarbeitenden Industrie, umfassend mindestens einen Sensor (16, 17) und ein mit dem Sensor (16, 17) verbundenes Steuerungsmittel (30), wobei das Steuerungsmittel (30) eingerichtet ist, die Auftragsmenge taktbezogen zu bestimmen und für jeden einem Artikel entsprechenden Hüllmaterial-Streifen (19) eine Mehrzahl von Messwerten (18) über die Länge des Streifens (19) in Förderrichtung zu ermitteln und aus den ermittelten Messwerten (18) ein Profil (20) der Auftragsmenge über die Länge des Streifens (19) zu erstellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel (30) zur Ermittlung mindestens einer Flanke (36) in dem Profil (20) eingerichtet ist, aus deren Lage die Phasenlage des betreffenden Streifens (19) relativ zu dem Maschinentakt bestimmt und auf der Grundlage dieser Auswertung nachgeregelt wird, wobei die Vorrichtung zur Messung beruhend auf einem IR-Absorptionsverfahren eingerichtet ist, wobei die verwendete Wellenlänge des Infrarot-Sensors (16, 17) auf Absorptionsbande in dem fließfähigen Auftrag abgestimmt ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastfrequenz des Sensors (16, 17) mindestens doppelt so groß ist wie der auf die Hüllmaterialbahn (23) bezogene Maschinentakt.
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